RFID 資訊系統開發與應用.


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RFID 資訊系統開發與應用. 建國科技大學 資管系 饒瑞佶. 為什麼要學 RFID 資訊系統設計?. RFID 系統示意圖. RFID 不能獨撐大局 需要有類似中介軟體、應用程式、資料庫、網路通訊等技術的幫忙. RFID 產業. 台灣 RFID 產業尚在起步階段, 2005 年台灣 RFID 直接產值約台幣 7 億元,相對於韓國的 RFID 產業表現 相對落後 ( 2005 年韓國 RFID 產值達 US$2.6 億).
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RFID 資訊系統開發與應用 建國科技大學 資管系 饒瑞佶

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為什麼要學 RFID 資訊系統設計?

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RFID 系統示意圖 RFID 不能獨撐大局 需要有類似中介軟體、應用程式、資料庫、網路通訊等技術的幫忙

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RFID 產業

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台灣 RFID 產業尚在起步階段, 2005 年台灣 RFID 直接產值約台幣 7 億元,相對於韓國的 RFID 產業表現 相對落後 ( 2005 年韓國 RFID 產值達 US$2.6 億)

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2006 年硬體產值占 71.99% 、軟體與顧問服務占 26.66% ,但隨著系統整合與資料加值應用的需求升高,至 2009 年台灣 RFID 硬體產值將逐漸下降 至 62.01% , 軟體與顧問服務則攀升 至 35.99% 。

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市場主流在 2007年以前以高頻(HF)為主 ,但是隨著EPC Gen2產品標準化後價格快速下降的影響,廠商預期UHF的成長增加,因此到 2009年UHF的產品產值幾乎與HF產品產值相當 ,甚至在 2010年以後UHF將成為市場產品主流

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RFID 應用問題點

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RFID 目前在台灣的趨勢 公領域及私領域 公領域主要由政府推動 研究單位:工研院 , 建研所 , 食品所 , 農試所 … 教育部:學校單位 , 另有教育部 RFID 推動辦公室 其它:經濟部 RFID 推動辦公室 , 配合政府之工會推廣 目前成效較佳為大眾運輸 ( 台北捷運及高雄捷運 ) 私領域主要為民間之應用 : 最廣泛使用為門禁 , 停車管理 , 車道管控 , 資安巡邏 …

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RFID 系統開發

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RFID 系統規劃開發流程 了解各頻段之特色 創意發想 (RFID+ 高跟鞋? + 垃圾? ) 經濟效益分析 (ROI) 確認硬體規格 取得開發工具 系統分析與規劃 網路架設、資料庫及應用程式開發 完工測試

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RFID 應用發想 RFID 應用發想分為四種類型 : 傳統簡易型 :( 門禁 , 巡邏管理 ..) 複雜網路型 :( 大眾運輸 , 物流配送 ..) 回到未來型 :( 智慧冰箱 , 智慧廚房 ..) 有趣創意型 :( 多媒體導覽 , 益智問答 ..)

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Pcb card wristband Glass label Metal label Key tag 先決定哪一個? ?

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Pcb card wristband Glass label Metal label Key tag 那你會怎麼開始?

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ROI 投資回報率 (Return on Investment; ROI) 企業所投入資金的回報程度 ROI 的計算結果通常使用百分比來表示,百分比數字越高代表投資回報的程度也越高。

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ROI 的計算公式 ROI = (成本降低 + 收入增長)/總成本 = IT 成本 + 人力成本 + 流程成本 公式看起來很簡單,但是在今天這個複雜的企業環境下,實際的 ROI 計算是相當困難的。

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RFID 硬體介面與 系統開發

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設計 RFID 資訊系統需要的武器 系統分析與設計 資料庫系統規劃與建置 程式設計能力 (WIN/WEB/PDA … ) RFID 系統與硬體基礎知識 網路 I/O 控制 管理知識 … . 等 可以先從模仿做起

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RFID 系統組成 最基本的 RFID 系統由 四部份 組成: 標籤 (Tag) :由耦合元件及晶片組成,標籤含有內建天線,用於和射頻天線間進行通訊。 讀取器 (Reader) :讀取 ( 在讀寫卡中還可以寫入 ) 標籤資訊的設備。 天線 (Antenna) :在標籤和讀取器間傳遞射頻訊號。 應用程式 (AP) 系統透過讀取器的 RS232 、 USB 或 RS485 介面與電腦連接,進行資料交換。

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RFID 使用考量因素 人體 ( 水 ) : 13.56MHz 以上影響最大 金屬 ( 鐵有 ferrite 可以阻隔 ) 擋風玻璃 資料備份問題 (tag 內的資料損毀時 ) 環境溫溼度變化 (- 20 ~ 80 °C ) 對象物多含水分 ( 高頻較怕水 ) 多數需要加上 sensor 尺寸大小與擺放方式 ( 緊密度影響讀取率 ) 可以設置的位置 ( 豬、海鱺 ) 管理問題 ( 如何判斷好壞與維修 ) Tag 上要輔助有 standardized tag 或文字說明 … 等

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CF Interface PCMCIA Interface RFID Printer RS232 Interface USB Interface Wiegand Interface Ethernet Interface RS232 Interface Reader 介面 …

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從硬變軟 先了解 Interface 形式 Driver 安裝 (USB) 有標準用標準 (RS232, 485, 422, usb) 沒標準找 OCX, DLL 等 API ( 設備廠商要提供 ) 注意資料格式 ( 前後是否有特殊字元 )

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標準 Interface 可以使用裝置管理員 & 超級終端機來測試

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RFID 系統開發 寫程式與硬體( Reader/Converter )溝通,進行資料讀寫與控制作業 寫程式與資料庫溝通 WIN/WEB/PDA Base 整合現有 POS, ERP, SCM 等系統

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Tag Internet Converter PDA RDA Reader AP OCX, DLL web 查詢 RFID 系統開發示意圖 DB + Agent

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RFID EasyReader 設計軟體

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在台灣,德河貿易透過微軟技術中心 (MTC) 與資策會南部創新應用中心的協助,領先全球首度將微軟 RFID 解決方案應用於活體水產。微軟 BizTalk Server 2006 R2 RFID 解決方案 在全球已成功完成在各種不同產業之解決方案及成功案例。

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MIFARE(HF) ISO 14443A 荷蘭 PHILIPS 公司製造 MIFARE 1 MIFARE UltraLight MIFARE ProX 可進行彩印 13.56 MHz 傳輸 106 K bit/sec 白卡 (ISO 7810) 86 mm x 54 mm x 0.66 mm

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MIFARE 1 MIFARE Standard S50 : 1K Byte EEPROM 分成 16 Sector 每個 Sector 有 4 個 Block (16 Byte) 每個 Sector 內有控制欄 (Sector Trailer) ,存放兩組金鑰 S70 : 4K Byte EEPROM 分成 40 Sector 其中 32 個 Sector 分成 16 個 Block 剩下 8 個 Sector 分成 16 個 Block 每個 Sector 內有控制欄 (Sector Trailer) ,存放兩組金鑰 適用於多種不同領域應用功能

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記憶體 Block x 3 Sector Trailer 1 Sector1 Block x 3 Sector Trailer 2 Sector2 . . . Piece x 3 Sector Trailer 15 Sector15 Block x 3 Sector Trailer 16 Sector16 MIFARE 1

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記憶體 Block x 4 Sector Trailer 1 Sector1 Block x 4 Sector Trailer 2 Sector2 . . . Piece x 4 Sector Trailer 15 Sector15 Block x 4 Sector Trailer 16 Sector16 MIFARE 1

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MIFARE 1 絕對編號 記憶體 Block00 Block01 Block02 Block 03 Sector00 Block04 Block05 Block06 Block 07 Sector01 Block08 Block09 Block10 Block 11 Sector02 . . . 1 個 Sector 大小為 64 (1024/16) Byte 1 個 Sector 可以存取的資料為 48 Byte Block56 Block0957 Block58 Block 59 Sector14 Block60 Block61 Block62 Block 63 Sector15

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ISO 15693(HF) 一個區塊的大小是 4bytes ,區塊內可以填 8 個 16 進位的數字,一共有 64 個區塊 (0~63) 。 前面兩個區塊有鎖住,只能讀取,不能寫入,後面的區塊都可讀可寫。

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EPC C1G2(UHF) 每個區塊為 32WORD ,一個 WORD 為 2 個 Bytes S0+S1+S2+S3=256Bytes

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Header General Manager Number Object Class Serial Number Header 8 bits Manufacture 28 bits Product 24 bits Serial Number 36 bits EPC 編碼結構 General Identifier (GID-96)

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確認系統樣式 確認資料庫與 OS 平台 找一個開發工具跟他好好相處

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系統分析與設計 SA/SD ERD DFD Flow Chart Gant Chart … 使用者需求 程式設計師語言

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DFD - 資料流程圖 意義? 符號? 常見錯誤? 「財產盤點系統」環境圖

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DFD - 資料流程圖 第零階資料流程圖

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DFD - 錯誤表示

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ERD -實體關聯圖 意義? 符號?

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正規化 第一階正規化 (1NF) 的要求是:關聯表沒有重複出現的欄位且每一屬性中只能存放單一的資料值。在此條件之下,一個滿足 1NF 的關聯不能有多值屬性或複合屬性的存在

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正規化 第二階正規化 (2NF) 的要求是:滿足 1NF 且關聯表中的每一個非主要屬性必須完全功能相依於主鍵。因此在 2NF 的處理過程中,主要在於消除非主要屬性與主鍵之間的部分功能相關性

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正規化 第三階正規化 (3NF) 的要求條件是:滿足 2NF 且每一個非主要屬性都不能遞移相依於主鍵。因此在 3NF 中,必須依序對非主要屬性進行檢驗,若發現存在非要屬性是遞移相依於主鍵則屬於 NON_3NF ,必須進行 3NF 的正規化

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資料庫綱要

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資料庫關聯關係圖

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系統流程圖

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資料庫規劃管理 選擇資料庫 (Database Server, Data File) 資料表正規化 1NF  3NF 有時為了速度會做反正規化 欄位型態與大小的選擇 存取權限的設定 資料庫的備份機制 …

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誰先誰後? DFD ERD 正規化 資料庫綱要 資料庫關聯關係

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實際進行程式設計 硬碰硬的遭遇戰 最好可以先從純文字碼編輯來入門 一定要把工具的開發架構與觀念想清楚 (postback?) HTML 、 JS 、 webservice 、 AJAX 等知識不可少 資料庫的 SQL 差異性 程式會越寫越快,時間應該花在 SA 與 SD 上 要提高程式的細膩度 ( 容錯、好的流程 ) http://www.connectionstrings.com

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SQL 指令 四大招式,變化出好玩的網路世界平台 不同 DB 指令的差異 Select * from DB Limit 0,30 Select TOP 30 文字、數字、日期等型態的 SQL 指令處理 可以先透過 Server 執行指令,確認正確性

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要學會除錯 透過開發平台協助 透過列印中間資料值 善用錯誤訊息與錯誤代碼 確認是程式、 SQL 指令還是 DB 問題 上網找資料 (80%) 暫時逃離現狀

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軟體封裝發佈 InstallShield .Net 安裝部署 (CD 、 click-once) 自行撰寫安裝程式 + Autorun

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要學會整理文件 標準的 SA/SD 文件 手冊 程式碼註解 程式碼模組化 程式碼最佳化 版本管理 方便日後取用 .

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